低压台区线损分析及降损技术措施研究

国网冀北电力有限公司国网滦南县供电公司 张亚丽

线损是低压台区较为常见也是对电网运行安全影响较大的问题，结合以往低压台区存在的线损情况，发现由于线损导致的电量损失占据供电企业总电量损失的一半以上。在当前市场对电能需求供应逐渐提高的情况下，变电站建设数量不断提高，需要加强对于线损情况的关注，及时合理地降损技术措施，才能够在保障电网运行安全的同时，提升电网运行和变电站建设的收益情况。

1 线损计算理论与电网线损的理论计算

1.1 线损计算理论

线损主要是指电能传输过程中产生的电能消耗和损失情况，对线损大小进行计算，需要采集电网运行中的输变电、配电设备参数，以及实测的运行数据信息，基于相应的计算公式来进行计算：

通常情况下，对于某一地区电网理论线损电力的计算，应包括0.4kV 及以下低压网的电能损耗、10kV 配电网的电能损耗、35kV 及以上电力网的电能损耗，以及其他元器件损耗四个部分，为四个部分线损电量的总和。

1.2 35kV 及以上电力网线线损理论计算

在电网运行中，35kV 及以上的电力网线较为常见，通常包括架空线路、电缆线路、双绕组变压器，以及三绕组变压器四个部分。对于这一部分电网线损的计算，主要应用均方根电流法来实现[1]。

具体而言，在实际计算中，首先需要对架空线路的电能损耗进行计算。在设定R为电力网元件电阻，Iif为运行时间内的均方根电流，T为线路运行时间之后，可以基于以下公式来对电能损耗情况进行计算：

考虑到实际的电网运行中，周围空气温度及负荷电流变化都会导致电阻变化，在计算中应修正电阻后再进行线损情况的计算。

对于双绕组及三绕组变压器损耗情况的计算，则应基于以下公式：

在式（3）中，P0代表变压器空载损耗功率，T代表变压器运行小时数，Uf代表变压器的分接头电压，Uave代表平均电压。

1.3 10kV 配电网线损理论计算

10kV 配电网是电网运行的重要组成部分，对于10kV 配电网的线损理论计算，应注重考虑配电网本身具有的支线多、电气元件多等特点，应用基于配变容量的等值电阻法进行计算。

具体而言，对于配电网线损的计算，应基于图1中的原理，将RLdz配线等值电阻及RTdz配变等值电阻值相加，让配电网的总均方根电流流过等值电阻所产生的损耗与相加的和相等。在这一情况下，可以基于以下公式，计算得到整个10kV 配电网的电能损耗：

图1 10kV 配电网等值电阻原理

在式（4）中，P0i为第i台配变的空损，m为全网配变树木；Iif为10kV 配电网首端总均方根电流，T为10kV 配电网运行时间。

2 低压台区线损计算

2.1 低压台区线损情况

对低压台区而言，台区配网主干线的线径及长度会对线损理论计算情况产生直接的影响。而考虑到实际的低压台区现场线路大多较为复杂，出线的线路长度所占比例未必是所有出线线径中最大的，对于线损情况的判断分析，应由相关人员结合以往的工作经验来实现。在进行线损理论计算时，应收集低压台区的首末端电压情况，在考虑电压本身波动性特点的前提下，保证反应台区理论计算的真实性[2]。

为便于对低压台区线损情况进行计算分析，本文在研究中选择某低压台区为主要研究对象。某低压台区由35kV 变电站和10kV 变电站供电，以住宅用电为主，用电户共154户，电度表172只。其中，三相四线用电主要由三个单相电能表组成。该台区的配电容量为160kVA，供电半径为1.2km，有功电量为43.3254MWh，无功电量为5.0633MVarh，首端电流为0.185kA，首端电压为0.396kV，末端电压为0.36V。

表1 低压台区电网损失数据

2.2 低压台区线损计算

受到低压台区供电方式、负荷情况，以及低压沿线负荷分布缺少规律等因素的影响，对低压台区的线损计算存在一定难度。为提高低压台区线损计算的精度效果，主要选择应用电压损失法来进行计算[3]。

电压损失法强调在负荷高峰器件，通过测量电网送端电压及末端电压的方式，基于首端平均功率因素，可以计算得到台区的电压损耗值：

在式（5）中，U1代表低压台网从公用配电变压器出口的线电压；U2代表与送端电气距离最远处的线电压。

在此基础上，还需要由0.4kV 低压网主要导线大小决定的系数来对配网线损率进行计算：

其中，KP代表导线系数；ψ代表功率因数角，代表导线电抗与电阻之比。

基于低压台区的理论计算要求，将低压台区的以上数据代入公式中，可以计算得到表1的电网线损情况。

在对该台区的线损情况进行分析之后发现，在台区所在城市总体配网线损为8896.99MWh 的情况下，发现低压台区网线损电量为2963.79MWh，占总损电量的比重为33.31%。在此基础上，基于电压等级的不同，从分压设备损耗电量的角度，进一步对低压台区线损的情况进行分析，发现低压台区分压设备的线路损耗电量为2713.9MWh，线路损耗占比为91.6%，表计损耗电量为249.883MWh，表计损耗占比为8.4%。

3 低压台区降损技术措施分析

3.1 应用降损技术

结合低压台区电网的实际运行情况，发现台区多数变压器虽然处于经济运行的状态，但由于配网线路造成的损失较大，导致线路降损潜力也比较大。基于此，需要通过加强设备管理及促进电网升级改造的方式，减少电网运行中的损耗。

具体而言，在实际计算中，一是应注重对残旧线路进行改造。在分析残旧线路之后，选择合适配电线路的导线界面及路径，通过改造，让公用配变位置能够逐渐趋向负荷中心，以缩短供电半径的方式来达到降低线路损耗的目的。同时，也可以通过更换节能型变压器的方式，达到降低配变损耗的目的[4]。

二是从电网运行管理的角度来看，要达到降低线损的目的，还可以通过调整电网运行方式和检修计划来实现。调整电网运行方式，主要是指可以通过分区和就地平衡的方式，及时基于电网运行中存在的问题来采取相应的解决措施，在对电网进行改造的过程中，尽可能避免出现多电压等级变换的情况，影响电能输送的效果。优化检修计划，主要是指基于电网运行的实际情况，提前制定好电网调整的相关方案，提升供电的安全可靠性。

三是基于技术降损的原理，应在日常的配电管理和维护中不定期开展负荷测试，通过合理调配三相负荷的方式，对低压线路的负荷进行调整。在台区应通过加装低压补偿电容器的方式，通过提高功率因素来达到改善电压质量的目的。

在电网功率因素较低的情况下，证实电网运行中产生的无效电流偏大，容易导致线路电流受到影响而增大，增加电流损失。基于此，技术设备部门可以在结合地区配网运行情况的基础上，深入研究各级电网的功率因数，通过综合论证分析来确定各级电网的经济功率因数水平。

3.2 加强线损管理

加强线损管理则应更多从配网管理的角度考虑。第一，应做好计量管理，以保障计量准确性为主要目标，基于供电方案和计划中对于计量点及计量方式的确定标准和要求，做好业扩计量方案的设计。在此基础上，要求相关人员能够严格遵循相应的要求，确保低压计量装置安装的准确性，并做好首检和验收的工作。第二，加强线损管理，应注重提升线损管理的自动化水平。加快负控终端和配变终端的全覆盖建设，提升电量自动抄表率，加快低压集抄建设，基于全无线方案的要求，可以通过470～510MHz 无线电波构建通信网络的方式，实现集中器与电能表之间微功率无线通信（如图2所示）。

图2 全无线方案

基于这一前提，如果低压台区的线损自动化覆盖率能够达到100%，则可以直接应用计量自动化系统来对台区线损情况进行远程监控，以便能够及时发现供电现场存在的违章用电、计量装置异常等情况，从而减少配网电量损失。

3.3 降损技术措施的应用结果

结合某低压台区的实际情况，发现该地区线损较高，主要受到以下几个方面的影响：台区供电线径为BLV-120mm 线、BLV-70mm 线、BLV-25mm 线，巷线主要线径为BLV-16mm、BLV-10mm 线；台区供电范围较广，从变压器出现到用户端共架设有20根低压电杆，且线路末端有一普通工业用户，在台区总用电量中占据着较大的比例；该台区B 相存在聚相现象，在用电高峰时段，台区末端供电电压较低，容易影响台区供电质量。结合该区配网运行的实际情况，还发现由于配网用电时产生的负荷较大，该配网的变压器存在重载运行的情况，也会加大配网线损。

基于此，该台区将主配网线路改造为BLV-240mm 铝芯线，巷线改造为BLV-120mm 铝芯线，在更换应用时间较长的电能表的同时，建设低压集抄，能够有效提高实际计量的精确度。在台区末端，通过加装无功补偿的方式提高电压质量，同时将变压器容量改造增加到315kV。在对配网进行管理的过程中，该台区一方面注重通过减少迂回供电的方式来降低损耗，另一方面也注重加强对于配变的运行管理。考虑到台区现场配电线路数量较多，对线路进行更改具有一定的难度，该区选择在规划城市的过程中，通过预留供电走廊的方式来达到改造问题线路的目的，从而降低损耗。结合改造后的数据，发现该低压台区的线损率下降到2.5%，每月降低损耗值为4.153MWh。

综上所述，在低压台区应用降损技术，应建立在明确线损计算理论的前提下，结合台区电网线损的实际情况，采取合适的方法措施。以减少台区电量损失为主要目的，可以从应用降损技术及加强降损管理措施，减少由于线损问题对供电量和企业经济成本产生的影响。